急倾斜煤层工作面区段煤柱失稳机理及合理尺寸

根据急倾斜煤层工作面区段煤柱赋存特点,运用理论分析、数值模拟、现场实测等研究方法,分析了不同倾角、不同尺寸区段煤柱条件下的煤柱变形破坏特征、煤柱周围应力分布规律和影响煤柱稳定的主要因素,以及采空区的冒落、充填特征,得出区段煤柱主要受到沿倾向的剪切破坏作用出现"台阶"型破坏,急倾斜工作面区段煤柱失稳的必要条件α≥arctan(f1+f2),失稳方式为向采空区的滑落失稳,煤柱下端的底板处和上端的顶板处为主要破坏区域.结合龙煤七台河分公司新铁矿急倾斜煤层开采实际,分析得出了保证区段煤柱和采空区顶板稳定的区段煤柱合理尺寸,提出了加大区段煤柱尺寸或采空区后方煤柱上方注浆充填加固技术方案,保证了急倾斜煤层综采工作面的安全生产.     

金属矿山充填法开采引发地表突然塌陷机理分析

虽然充填采矿法适应性强,充填体对覆岩移动有较好的控制作用,但其上覆岩层的突变失稳仍然会发生。基于金川龙首矿西二采区覆岩失稳导致地表突然塌陷的实例,对此次事件的发生机理进行了初步分析。在对塌陷区进行调查及地表变形监测的基础上,得出导致覆岩失稳的四大因素：Ｆ_８ 断层、采动附加应力、采区特殊地质条件以及充填开采方式;对矿山上覆岩层的失稳过程进行了概化模型分析,事件发生的过程可分为３个阶段：压力拱模型阶段、断层滑移阶段、悬臂梁模型阶段。     

无煤柱自成巷空区矸体垮落的切顶效应试验研究

为了研究预裂切顶对空区矸体垮落的影响,以柠条塔煤矿厚煤层切顶成巷为工程背景,进行了现场工程试验.根据矸体垮落特征,建立了以基本顶结构断裂步距、顶板岩层垮落滞后性、矸体尺寸、碎石帮充填率及矸体碎胀稳定性为判析参量的表征体系,探究了空区矸体垮落对切顶效果的响应规律,认为提高切顶强度有利于增大来压步距、提高碎石帮充填率、减小矸体稳定距离;增强切顶效果可减小采空区顶板与巷道顶板间的层内黏聚力,加快顶板垮落速度和减小矸块尺寸;增加切顶高度可增大来压步距、提高碎石帮充填率、减小垮落滞后空间和稳定距离.研究结果表明:单孔装药量由1.2kg增加至1.6kg后,平均来压步距增大了约3m,碎石帮充填率增加了约5%,空区矸体稳定距离减小了约20m;当装药量继续增大至2.8kg后,来压步距再次增加了约30%,碎石帮充填率增加了约4%,空区矸体稳定距离减小了约9m.此外,采空区矸体垮落具有明显的切顶高度效应,当切顶高度由7.5m增加至设计高度9.0m后,平均来压步距增加了约2.3m,碎石帮充填率增加了约3.35%,空区矸体稳定距离减小了约23%,但继续增加切顶高度,各参量变化不再明显.     

两柱掩护式综放支架与围岩相互作用相似模拟研究

基于两柱掩护式综放支架新架型,采用大比例相似模拟实验,研究了工作面顶煤的变形破坏特征及支架与围岩相互作用规律,分析了顶梁前后比和支架工作阻力对支架位态和端面顶煤稳定性的影响规律.结果表明:随顶煤硬度减小,控顶区顶煤和两柱掩护式综放支架位态稳定性同时下降;顶煤较软时,放煤区和端面区顶煤的失稳并不断扩大直至贯通是导致支架-围岩系统失稳的原因,提出了顶煤双区失稳的概念;在软煤条件下,支护的关键是通过控制放煤量限制放煤区顶煤的垮落线前移,提高支架支护质量,控制端面冒顶,实验工作阻力设定值由2.7 MN增加到5.5 MN,端面冒顶高度由2.13m减小到1.66m,顶梁前后比设定值由2.38减小到1.49时,端面冒顶高度由1.75m减小到0.915 m,同时顶梁回转角度变化由16.8°减小到1.2°.     

固体充填体压实特征下岩层移动规律研究

基于充填材料压实特性试验,结合具体工程实例,推导出充填体弹性模量与垂直应变之间的关系,利用FLAC3D软件内置FISH语言,编制相应的充填体非线性压实程序,准确地模拟矸石充填采空区后上覆岩层移动规律.研究结果表明:充填采煤工作面顶板下沉量随着工作面的推进而逐渐增大,整体以缓慢弯曲下沉为主,没有出现激增的现象;超前支撑应力分布与垮落法开采相似,其超前支承应力峰值及影响范围均要比垮落法开采低;矸石充填体内部应力呈现"拱形"分布,随着工作面的推进,矸石充填体内部应力逐步升高,增幅逐渐减小.现场实测数据与数值模拟结果基本吻合,验证了研究成果的科学性.     

倾斜煤层回采巷道上帮煤体滑移危险分析与应用

基于目前煤矿常见的倾斜、特别是急倾斜煤层沿顶掘进回采巷道上帮经常出现支护困难,片帮严重的现象.利用毕肖普算法,建立了上帮煤体失稳模型,推导出上帮煤体稳定性安全系数的计算公式,将理论研究成果应用于某矿大倾角煤层掘进中煤巷.结果表明:该条件下,上帮煤体临界失稳路径为半径19.8 m,圆心距下帮水平距离为13.3 m的滑移面,巷道上帮到临界失稳滑移面的最大水平距离为2.12 m.     

开采扰动下断层滑移过程围岩应力分布及演化规律的实验研究

设计了过断层工作面回采的相似模型,获得了采动影响下断层应力的演化特征和断层滑移瞬态过程中煤体应力的动态响应规律.结果表明:断层面上方部分最先受到采动影响而使得其正应力降低,剪应力升高;断层滑移初期正应力剧烈波动使滑动过程呈非稳态,滑移后期正应力稳定,滑移过程由剪应力主导;断层滑移对工作面煤体产生非稳态的冲击和加卸载作用,使其应力在断层滑移时先降后升,失稳由内向外发展;采动效应增加了断层活化的可能性,煤体承栽力的局部失效会引起断层的滑移,而断层滑移时的冲击效应会引发煤体大范围失稳破坏.     

工作面倾角对综放开采散体顶煤放出规律的影响

为了研究工作面倾角对综放开采散体顶煤放出规律的影响,基于BBR研究体系,采用等效重力场法对不同工作面倾角条件下的顶煤放出过程进行了离散元数值模拟,分析了工作面倾角对顶煤放出体、煤岩分界面和顶煤采出率的影响.结果表明:顶煤放出体体积随着工作面倾角的增大而增大;初始放煤阶段体积非对称性系数W随工作面倾角的增大而基本呈减小趋势,正常循环阶段放出体的横向扩展差ΔB随工作面倾角增大呈线性关系增大;在相同的起始煤岩分界面下,工作面倾角增大导致上端头侧终止分界面逐渐向重力线靠近,工作面上端头顶煤被大量放出同时遗留在采空区的煤损量增大;顶煤采出率随工作面倾角的增大呈现出先增大后减小的变化特征.     

支护-围岩接触关系与软岩硐室失稳破坏的研究

基于由注浆量统计结果得出的支护－围岩接触关系,通过数值计算全面、系统地分析了支护－围岩接触关系对支护－围岩承载体系的影响规律和碹体支护失稳破坏的内在机制,分析了支护体上载荷分布与其破坏形式的关系,为改进现有碹体支护工艺提供了一定的理论基础．     

陡倾顺层斜坡动力失稳机理分析（特约稿）

针对汶川地震中边坡的破坏形式与坡体结构密切相关的问题,以“5·12”汶川地震中安县高川乡大竹坪滑坡和干磨房滑坡失稳工点为原型,在充分分析滑坡地区工程地质条件及其动力变形特征的基础上,提出采用3维离散元数值模拟技术进行失稳机理对比分析的思路。结果表明：陡倾顺层硬岩斜坡的动力破坏形式以崩滑为主,陡倾顺层软硬互层斜坡的动力破坏形式以滑移弯曲为主;在相同地震作用下,峰值地面加速度（peak ground acceleration,PGA）放大系数与坡体高程总体成正相关,斜坡同一高度处的PGA放大系数由坡表向坡内总体呈现先增大后减小的趋势;陡倾顺层硬岩斜坡的PGA放大系数总体小于陡倾顺层软硬互层斜坡,硬岩斜坡的PGA放大系数范围在2～3,最大值在坡表的3/4处;软硬互层斜坡的PGA放大系数范围在2.5～4.0,最大值在斜坡顶部。此外,陡倾顺层硬岩斜坡的破坏机制为4个阶段：层面部分贯通滑移-锁固段震荡松弛-上部抛射-底部滑面贯通并失稳,而软硬互层斜坡的失稳机理则为：层面错动-部分贯通滑移-下部局部抛出-局部弯曲-高位横向扩展滑移-下部弯曲折断-整体失稳。研究成果可为西南地区高陡顺层岩质斜坡失稳评价及机理分析提供相应的技术支持。     

预混火焰胞状不稳定性研究

采用高速纹影系统和定容燃烧弹对预混球形膨胀火焰的胞状不稳定性进行研究,分析火焰胞状不稳定性的表现、原因以及影响因素。研究结果表明：火焰胞状不稳定性主要指不等扩散不稳定和流体力学不稳定;流体力学不稳定的原因为,曲率的关系会使其流线发散或汇聚,因而相应地降低或增加了流场的速度,其主要影响因素为火焰厚度和密度比,表现为火焰前锋面产生裂纹随后出现规则的胞;不等扩散不稳定的原因为前锋面包络的控制体由于热质不等扩散的缘故,主要影响因素为刘易斯数,表现为火焰表面布满不规则的胞。     

输流管道的振动及其稳定性分析

本文从Hamiltom原理出发,推导了输流管道的运动方程和边界条件,用Galerkin法把问题化为复矩阵的复特征值问题。引入“自由流”模型来描述管外流场。本文还研究了管道中间作用线性弹簧对输流管道动态特性的影响。与前人的实验结果做了比较,结果是令人满意的。     

板料成形失稳内时理论分析

本文应用Valanis提出的新型内时本构方程，研究了板料成形的拉伸失稳问题，引入简单加载过程中应力、应变各主向及其增量成比例的特性，出单向和双向拉伸应力状态下的内时本构方程，据此分析了板料成形过程中的分散性失稳和集中性失稳问题，本文首先忽各非线性部分，推导出应用于拉伸失稳分析时内时理论的近似表达式，它对应于经典塑性理论解，然后在此基础上给出了内时理论的完整迭代数值解，结果表明内时本构理论具有很好的适用性。     

基于戴维南等值参数的电压失稳概率解析

电压失稳概率受确定因素和不确定因素2方面的影响,针对这一问题,提出基于戴维南等值参数的电力系统电压失稳概率计算方法.选定负荷阻抗模与戴维南阻抗模的比值作为失稳判定指标,在不考虑不确定事故因素的影响下,推导出基于戴维南等值参数的电压失稳概率分布函数的解析表达式.考虑到不确定性事故的影响,最终得到系统电压失稳概率的计算方法.IEEE RTS’79算例上的仿真计算验证了该方法的可行性与有效性,同时表明该方法能够客观地反映系统发生电压失稳的可能性.     

SPH离散误差的线性形式及稳定性分析

采用小量摄动法得到矩阵化后SPH算法的空间离散误差传播的线性形式及系统矩阵,并将其应用于SPH算法稳定性分析.分析该线性形式,得到与Swegle相同的张力不稳定性充分条件.忽略连续性方程的影响,分析系统矩阵的特征方程,可得到与系统矩阵的特征值存在等价特征值的2个矩阵,这2个矩阵可分别代表SPH的张力不稳定性和高频不稳定性.分析代表张力不稳定性的矩阵的性质,可知张力不稳定性是敏感于粒子间误差相位差异的;而分析代表高频不稳定性的矩阵,刚度矩阵秩缺陷导致高频不稳定性的进一步原因是粒子体积分布不均使得刚度矩阵对称性缺失.提出一个新的光滑长度更新模型,并使用于两个低雷诺数算例.     

大跨度三塔悬索桥非线性静风稳定分析

随着跨径的不断增大,缆索承重桥梁存在静风失稳的可能性。引用大跨度桥梁非线性空气静力稳定分析理论,采用荷载增量与内外两重迭代相结合的方法,在通用软件ANSYS中实现了对大跨度缆索承重桥梁进行非线性静风稳定分析功能。综合考虑几何非线性和静风荷载非线性,对某三塔双主跨悬索桥在不同风攻角下进行了非线性静风稳定全过程分析,分析了结构失稳形态,并探明了其失稳机理。     

单模一类均匀加宽激光的不稳定分析

本文采用驻波腔激光器的麦克斯韦—布劳赫方程,对均匀加宽激光器在γ>>x>>γ_(11)和单模近似下进行了线性稳定性分析,得到了二次特征方程λ~2+α_1λ+α_2=0,分析结果表明:参数x,δ_(AC)和σ对Reλ都有影响;当x和σ取定时,δ_(AC)越大,Reλ则越小;σ取适当值时,入具有最大值。     

Resonance of electromagnetic and mechanic coupling in hydro-generator

The stability of a hydro-generator has become asignificant topic because of its increasing capacity andsize.Non-uniform air-gap between the rotor and thestator causes the unbalanced magnetic pull,whichbrings on vibration of the shaft[1-4].The unbalancedmagnetic pull used to be simplified linearly,and is pro-portionate to the eccentricity,and then the problem ofthe stability is changed into solving the steady-state re-sponse of the linear system[5].With this simplifiedmodel,only the relationshi…     

通气空泡发展过程及其水动力影响

在水洞中对通气空泡发展过程及其对水动力影响开展了系列实验研究,发现通气空泡发展经过局部空泡和超空泡两个阶段,回注射流在局部空泡和超空泡阶段的表现形式不同,对空泡形态的影响也不同,根据空泡形态的显著变化可以得到局部空泡过渡到超空泡的转变判据.空泡数和模型阻力在局部空泡阶段随通气率的增加而减小;在过渡阶段随通气率的微小增加而迅速减小;在超空泡阶段随通气率的增加基本保持不变.通气空泡形态不稳定主要表现为空泡振荡和界面波动,此外空泡形态不稳定还会导致模型动力不稳定.文章对于超空泡控制技术的研究具有重要参考价值.     

Characteristics and stability of slope movement response to underground mining of shallow coal seams away from gullies

Underground pressure is abnormal during mining of shallow coal seams under gullies.We studied gully slope movements,subject to underground mining,with physical simulation and theoretical analysis.The r...